O nouă descoperire în comunicația celulară deschide uși pentru tratamentele tumorale inaccesibile
Cercetătorii de la University College Dublin au identificat un „sistem de curieri” necunoscut anterior, folosit de celule pentru a transmite mesaje biologice coerente între ele, deschizând noi posibilități pentru medicină și biotehnologie.
Acești curieri dispun de „chei” pentru porți naturale (endogene), permițându-le să ajungă în locații biologice care sunt în prezent inaccesibile în medicina de livrare convențională.
„Accesând aceste porți naturale, ar putea fi posibil să transportăm „unelte” de biomolecule funcționale, de exemplu mesaje corective extinse, direct în zone anterior inaccesibile ale celulelor și peste bariere biologice, îmbunătățind semnificativ eficiența și, important, siguranța terapiilor bazate pe ARN, gene și proteine,” a declarat autorul principal, Associate Professor Yan Yan, de la UCD School of Biomolecular and Biomedical Science.
Într-un nou studiu publicat în Nature Materials, o echipă de cercetători de la UCD, condusă de cei de la Centrul pentru Interacțiuni BioNano (CBNI), a descoperit că atunci când anumite nanoparticule intră într-o celulă, un număr mic suferă o transformare neașteptată, dobândind un înveliș cunoscut sub numele de „coronă de condensat”.
Această acoperire densă și stabilă este compusă din proteinele și ARN-ul propriei celule, moleculele care controlează modul în care celulele funcționează și se reglează. Descoperirea esențială este că acest înveliș transportă un mic program biologic.
Pe măsură ce aceste picături de mesaje erau eliberate din celulă, cercetătorii au reușit să le captureze în tranzit, înainte de a livra mesajele către alte celule, datorită unor magneți minusculi încorporați în ele.
Deoarece mesajele au rămas intacte în timpul capturării, a fost posibil să se citească și să se înțeleagă modul în care au fost transferate.
Odată ajunse într-o celulă nouă, acoperirea se desprinde și, crucial, scapă cu eficiență remarcabilă de sistemul de degradare al celulei.
Aceasta permite proteinelor și ARN-ului transportate să acceseze noua celulă țintă și să se integreze în procesele sale interne.
Cercetătorii au demonstrat că aceste molecule transferate rămân active, ceea ce înseamnă că pot influența direct modul în care funcționează celulele receptor.
„Am crezut mult timp că există curieri și porți naturale care permit particulelor foarte mici să comunice în organisme,” a spus lead author Professor Kenneth Dawson, CBNI Director.
Dovezile au crescut că acest sistem de mesagerie, atunci când nu funcționează corect, este esențial în promovarea metastazei tumorale. Totuși, era ca și cum ai căuta un ac în fân: există atât de multe tipuri diferite de particule în corp, încât era greu să identificăm cum funcționează cele utile.
„Cu prototipul în mâini, am reușit să pătrundem în aceste comunicații și să înțelegem cum este împărtășită informația biologică între celule. De acolo, am început să trimitem propriile mesaje prin același sistem.
Descoperirile oferă o nouă schiță pentru trimiterea de mesaje biologice strategice și terapeutic eficiente către locații inaccesibile în prezent în corp. Acest lucru indică către un nou concept de medicină care ar putea inversa, mai degrabă decât gestiona, boli în prezent intractabile.
Studiul a fost condus de Professor Kenneth Dawson, Director de CBNI, și Associate Professor Yan Yan, UCD School of Biomolecular and Biomedical Science, în colaborare cu alți cercetători de la UCD.
